Il trattamento sfrutta la bioluminiscenza delle lucciole per prevenire l’iperattività neuronale, tipica delle crisi epilettiche
Un gruppo di ricercatori e ricercatrici dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), sotto la guida di Fabio Benfenati, in collaborazione con l’IRCCS Ospedale Policlinico San Martino e l’Università di Genova, ha ideato un nuovo approccio per il trattamento dell’epilessia. Questa strategia innovativa utilizza la bioluminescenza delle lucciole per prevenire l’iperattività neuronale, caratteristica delle crisi epilettiche.
La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature Communications, potrebbe segnare l’inizio di nuove strategie terapeutiche per le forme di epilessia refrattarie ai farmaci, per le quali i trattamenti attuali risultano ancora estremamente invasivi. Con 550.000 casi in Italia e oltre 50 milioni nel mondo, l’epilessia è una delle malattie neurologiche più diffuse. Dal 2020, l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) la riconosce come una malattia sociale. Questa patologia è caratterizzata da un’attivazione eccessiva di alcuni neuroni, che compromette la normale funzionalità cerebrale. Sebbene la maggior parte dei pazienti tragga beneficio dalle terapie attualmente disponibili, circa un terzo delle persone affette non risponde ancora ai trattamenti.
Il limite dell’optogenetica
Un approccio innovativo emerso di recente è l’optogenetica, una tecnica che modifica geneticamente i neuroni affinché producano opsine, proteine in grado di modulare l’attività delle cellule nervose in risposta alla luce. L’optogenetica consente, in questo contesto, di bloccare l’attivazione patologica del tessuto neurale colpito dall’epilessia, ristabilendo l’attività neuronale a livelli normali e prevenendo l’insorgenza delle crisi epilettiche. Tuttavia, questa strategia presenta una limitazione importante: richiede l’inserimento di fibre ottiche nel cervello per generare la luce necessaria all’attivazione delle opsine.
La grande novità introdotta dalla ricerca italiana
Per evitare questo problema, il Center for Synaptic Neuroscience and Technology dell’Istituto Italiano di Tecnologia, ha sviluppato un sistema in grado di attivarsi autonomamente e in maniera mirata direttamente all’interno dei neuroni epilettici, riportandoli al loro stato naturale.
“Il nostro approccio si basa su tre elementi che vengono prodotti direttamente in tutte le cellule nervose grazie alla modifica genetica – spiega Caterina Michetti, prima autrice dello studio – si tratta di un’opsina collegata a un sensore e ad una molecola bioluminescente, una luciferasi, la stessa proteina che permette alle lucciole di emettere luce. La somministrazione del substrato, sostanzialmente un farmaco che la luciferasi consuma per produrre il segnale luminoso, consente di promuovere l’attivazione dell’opsina senza bisogno di inserire fibre ottiche”.
L’idea della luciferasi però non è l’unica innovazione: il sensore risolve il problema della tempistica e della localizzazione, determinando quando e in quali neuroni attivare il circuito per prevenire le crisi epilettiche in arrivo. “Il nostro sistema è dotato di un sensore che percepisce l’acidificazione del neurone, caratteristica esclusiva dei neuroni epilettici, creando pertanto un circuito chiuso – aggiunge Elisabetta Colombo, co-coordinatrice dello studio – grazie alla somministrazione del farmaco che attiva la luciferasi, il nostro sensore controlla che il neurone sia sano o epilettico, e solo in quest’ultimo caso viene attivata l’opsina, che riporta l’attività neuronale a livelli fisiologici”.
Risultati promettenti
La sperimentazione di una terapia basata su questo approccio è ancora a livello preclinico, ma i risultati mostrano una diminuzione superiore a 3 volte nel numero di crisi epilettiche e una riduzione del 32% nella durata degli attacchi rispetto al gruppo non trattato.
“Il modello sviluppato rappresenta un approccio potenzialmente promettente per il trattamento dell’epilessia cronica refrattaria ai farmaci, indipendentemente dalla causa specifica, genetica o non genetica, in particolare per i casi in cui l’intervento chirurgico non è possibile – conclude Fabio Benfenati, Direttore del Center for Synaptic Neuroscience and Technology dell’IIT. Il prossimo passo consiste nell’ottimizzare la modalità di somministrazione del farmaco, in modo che il sistema possa restare attivo a lungo nel cervello e intervenire prontamente quando è necessario”.
Clicca qui per leggere l’estratto originale dello studio.
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